Users' Mathboxes Mathbox for Stefan O'Rear < Previous   Next >
Nearby theorems
Mirrors  >  Home  >  MPE Home  >  Th. List  >   Mathboxes  >  lmhmfgima Structured version   Visualization version   GIF version

Theorem lmhmfgima 41811
Description: A homomorphism maps finitely generated submodules to finitely generated submodules. (Contributed by Stefan O'Rear, 24-Jan-2015.)
Hypotheses
Ref Expression
lmhmfgima.y π‘Œ = (𝑇 β†Ύs (𝐹 β€œ 𝐴))
lmhmfgima.x 𝑋 = (𝑆 β†Ύs 𝐴)
lmhmfgima.u π‘ˆ = (LSubSpβ€˜π‘†)
lmhmfgima.xf (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ LFinGen)
lmhmfgima.a (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ π‘ˆ)
lmhmfgima.f (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇))
Assertion
Ref Expression
lmhmfgima (πœ‘ β†’ π‘Œ ∈ LFinGen)

Proof of Theorem lmhmfgima
Dummy variable π‘₯ is distinct from all other variables.
StepHypRef Expression
1 lmhmfgima.y . 2 π‘Œ = (𝑇 β†Ύs (𝐹 β€œ 𝐴))
2 lmhmfgima.xf . . . 4 (πœ‘ β†’ 𝑋 ∈ LFinGen)
3 lmhmfgima.f . . . . . 6 (πœ‘ β†’ 𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇))
4 lmhmlmod1 20636 . . . . . 6 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) β†’ 𝑆 ∈ LMod)
53, 4syl 17 . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝑆 ∈ LMod)
6 lmhmfgima.a . . . . 5 (πœ‘ β†’ 𝐴 ∈ π‘ˆ)
7 lmhmfgima.x . . . . . 6 𝑋 = (𝑆 β†Ύs 𝐴)
8 lmhmfgima.u . . . . . 6 π‘ˆ = (LSubSpβ€˜π‘†)
9 eqid 2732 . . . . . 6 (LSpanβ€˜π‘†) = (LSpanβ€˜π‘†)
10 eqid 2732 . . . . . 6 (Baseβ€˜π‘†) = (Baseβ€˜π‘†)
117, 8, 9, 10islssfg2 41798 . . . . 5 ((𝑆 ∈ LMod ∧ 𝐴 ∈ π‘ˆ) β†’ (𝑋 ∈ LFinGen ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯) = 𝐴))
125, 6, 11syl2anc 584 . . . 4 (πœ‘ β†’ (𝑋 ∈ LFinGen ↔ βˆƒπ‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯) = 𝐴))
132, 12mpbid 231 . . 3 (πœ‘ β†’ βˆƒπ‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯) = 𝐴)
14 inss1 4227 . . . . . . . . . 10 (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin) βŠ† 𝒫 (Baseβ€˜π‘†)
1514sseli 3977 . . . . . . . . 9 (π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin) β†’ π‘₯ ∈ 𝒫 (Baseβ€˜π‘†))
1615elpwid 4610 . . . . . . . 8 (π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin) β†’ π‘₯ βŠ† (Baseβ€˜π‘†))
17 eqid 2732 . . . . . . . . 9 (LSpanβ€˜π‘‡) = (LSpanβ€˜π‘‡)
1810, 9, 17lmhmlsp 20652 . . . . . . . 8 ((𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) ∧ π‘₯ βŠ† (Baseβ€˜π‘†)) β†’ (𝐹 β€œ ((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯)) = ((LSpanβ€˜π‘‡)β€˜(𝐹 β€œ π‘₯)))
193, 16, 18syl2an 596 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)) β†’ (𝐹 β€œ ((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯)) = ((LSpanβ€˜π‘‡)β€˜(𝐹 β€œ π‘₯)))
2019oveq2d 7421 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)) β†’ (𝑇 β†Ύs (𝐹 β€œ ((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯))) = (𝑇 β†Ύs ((LSpanβ€˜π‘‡)β€˜(𝐹 β€œ π‘₯))))
21 lmhmlmod2 20635 . . . . . . . . 9 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) β†’ 𝑇 ∈ LMod)
223, 21syl 17 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ 𝑇 ∈ LMod)
2322adantr 481 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)) β†’ 𝑇 ∈ LMod)
24 imassrn 6068 . . . . . . . . 9 (𝐹 β€œ π‘₯) βŠ† ran 𝐹
25 eqid 2732 . . . . . . . . . . . 12 (Baseβ€˜π‘‡) = (Baseβ€˜π‘‡)
2610, 25lmhmf 20637 . . . . . . . . . . 11 (𝐹 ∈ (𝑆 LMHom 𝑇) β†’ 𝐹:(Baseβ€˜π‘†)⟢(Baseβ€˜π‘‡))
273, 26syl 17 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ 𝐹:(Baseβ€˜π‘†)⟢(Baseβ€˜π‘‡))
2827frnd 6722 . . . . . . . . 9 (πœ‘ β†’ ran 𝐹 βŠ† (Baseβ€˜π‘‡))
2924, 28sstrid 3992 . . . . . . . 8 (πœ‘ β†’ (𝐹 β€œ π‘₯) βŠ† (Baseβ€˜π‘‡))
3029adantr 481 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)) β†’ (𝐹 β€œ π‘₯) βŠ† (Baseβ€˜π‘‡))
31 inss2 4228 . . . . . . . . . 10 (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin) βŠ† Fin
3231sseli 3977 . . . . . . . . 9 (π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin) β†’ π‘₯ ∈ Fin)
3332adantl 482 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)) β†’ π‘₯ ∈ Fin)
3427ffund 6718 . . . . . . . . . 10 (πœ‘ β†’ Fun 𝐹)
3534adantr 481 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)) β†’ Fun 𝐹)
3616adantl 482 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)) β†’ π‘₯ βŠ† (Baseβ€˜π‘†))
3727fdmd 6725 . . . . . . . . . . 11 (πœ‘ β†’ dom 𝐹 = (Baseβ€˜π‘†))
3837adantr 481 . . . . . . . . . 10 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)) β†’ dom 𝐹 = (Baseβ€˜π‘†))
3936, 38sseqtrrd 4022 . . . . . . . . 9 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)) β†’ π‘₯ βŠ† dom 𝐹)
40 fores 6812 . . . . . . . . 9 ((Fun 𝐹 ∧ π‘₯ βŠ† dom 𝐹) β†’ (𝐹 β†Ύ π‘₯):π‘₯–ontoβ†’(𝐹 β€œ π‘₯))
4135, 39, 40syl2anc 584 . . . . . . . 8 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)) β†’ (𝐹 β†Ύ π‘₯):π‘₯–ontoβ†’(𝐹 β€œ π‘₯))
42 fofi 9334 . . . . . . . 8 ((π‘₯ ∈ Fin ∧ (𝐹 β†Ύ π‘₯):π‘₯–ontoβ†’(𝐹 β€œ π‘₯)) β†’ (𝐹 β€œ π‘₯) ∈ Fin)
4333, 41, 42syl2anc 584 . . . . . . 7 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)) β†’ (𝐹 β€œ π‘₯) ∈ Fin)
44 eqid 2732 . . . . . . . 8 (𝑇 β†Ύs ((LSpanβ€˜π‘‡)β€˜(𝐹 β€œ π‘₯))) = (𝑇 β†Ύs ((LSpanβ€˜π‘‡)β€˜(𝐹 β€œ π‘₯)))
4517, 25, 44islssfgi 41799 . . . . . . 7 ((𝑇 ∈ LMod ∧ (𝐹 β€œ π‘₯) βŠ† (Baseβ€˜π‘‡) ∧ (𝐹 β€œ π‘₯) ∈ Fin) β†’ (𝑇 β†Ύs ((LSpanβ€˜π‘‡)β€˜(𝐹 β€œ π‘₯))) ∈ LFinGen)
4623, 30, 43, 45syl3anc 1371 . . . . . 6 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)) β†’ (𝑇 β†Ύs ((LSpanβ€˜π‘‡)β€˜(𝐹 β€œ π‘₯))) ∈ LFinGen)
4720, 46eqeltrd 2833 . . . . 5 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)) β†’ (𝑇 β†Ύs (𝐹 β€œ ((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯))) ∈ LFinGen)
48 imaeq2 6053 . . . . . . 7 (((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯) = 𝐴 β†’ (𝐹 β€œ ((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯)) = (𝐹 β€œ 𝐴))
4948oveq2d 7421 . . . . . 6 (((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯) = 𝐴 β†’ (𝑇 β†Ύs (𝐹 β€œ ((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯))) = (𝑇 β†Ύs (𝐹 β€œ 𝐴)))
5049eleq1d 2818 . . . . 5 (((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯) = 𝐴 β†’ ((𝑇 β†Ύs (𝐹 β€œ ((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯))) ∈ LFinGen ↔ (𝑇 β†Ύs (𝐹 β€œ 𝐴)) ∈ LFinGen))
5147, 50syl5ibcom 244 . . . 4 ((πœ‘ ∧ π‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)) β†’ (((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯) = 𝐴 β†’ (𝑇 β†Ύs (𝐹 β€œ 𝐴)) ∈ LFinGen))
5251rexlimdva 3155 . . 3 (πœ‘ β†’ (βˆƒπ‘₯ ∈ (𝒫 (Baseβ€˜π‘†) ∩ Fin)((LSpanβ€˜π‘†)β€˜π‘₯) = 𝐴 β†’ (𝑇 β†Ύs (𝐹 β€œ 𝐴)) ∈ LFinGen))
5313, 52mpd 15 . 2 (πœ‘ β†’ (𝑇 β†Ύs (𝐹 β€œ 𝐴)) ∈ LFinGen)
541, 53eqeltrid 2837 1 (πœ‘ β†’ π‘Œ ∈ LFinGen)
Colors of variables: wff setvar class
Syntax hints:   β†’ wi 4   ↔ wb 205   ∧ wa 396   = wceq 1541   ∈ wcel 2106  βˆƒwrex 3070   ∩ cin 3946   βŠ† wss 3947  π’« cpw 4601  dom cdm 5675  ran crn 5676   β†Ύ cres 5677   β€œ cima 5678  Fun wfun 6534  βŸΆwf 6536  β€“ontoβ†’wfo 6538  β€˜cfv 6540  (class class class)co 7405  Fincfn 8935  Basecbs 17140   β†Ύs cress 17169  LModclmod 20463  LSubSpclss 20534  LSpanclspn 20574   LMHom clmhm 20622  LFinGenclfig 41794
This theorem was proved from axioms:  ax-mp 5  ax-1 6  ax-2 7  ax-3 8  ax-gen 1797  ax-4 1811  ax-5 1913  ax-6 1971  ax-7 2011  ax-8 2108  ax-9 2116  ax-10 2137  ax-11 2154  ax-12 2171  ax-ext 2703  ax-rep 5284  ax-sep 5298  ax-nul 5305  ax-pow 5362  ax-pr 5426  ax-un 7721  ax-cnex 11162  ax-resscn 11163  ax-1cn 11164  ax-icn 11165  ax-addcl 11166  ax-addrcl 11167  ax-mulcl 11168  ax-mulrcl 11169  ax-mulcom 11170  ax-addass 11171  ax-mulass 11172  ax-distr 11173  ax-i2m1 11174  ax-1ne0 11175  ax-1rid 11176  ax-rnegex 11177  ax-rrecex 11178  ax-cnre 11179  ax-pre-lttri 11180  ax-pre-lttrn 11181  ax-pre-ltadd 11182  ax-pre-mulgt0 11183
This theorem depends on definitions:  df-bi 206  df-an 397  df-or 846  df-3or 1088  df-3an 1089  df-tru 1544  df-fal 1554  df-ex 1782  df-nf 1786  df-sb 2068  df-mo 2534  df-eu 2563  df-clab 2710  df-cleq 2724  df-clel 2810  df-nfc 2885  df-ne 2941  df-nel 3047  df-ral 3062  df-rex 3071  df-rmo 3376  df-reu 3377  df-rab 3433  df-v 3476  df-sbc 3777  df-csb 3893  df-dif 3950  df-un 3952  df-in 3954  df-ss 3964  df-pss 3966  df-nul 4322  df-if 4528  df-pw 4603  df-sn 4628  df-pr 4630  df-op 4634  df-uni 4908  df-int 4950  df-iun 4998  df-br 5148  df-opab 5210  df-mpt 5231  df-tr 5265  df-id 5573  df-eprel 5579  df-po 5587  df-so 5588  df-fr 5630  df-we 5632  df-xp 5681  df-rel 5682  df-cnv 5683  df-co 5684  df-dm 5685  df-rn 5686  df-res 5687  df-ima 5688  df-pred 6297  df-ord 6364  df-on 6365  df-lim 6366  df-suc 6367  df-iota 6492  df-fun 6542  df-fn 6543  df-f 6544  df-f1 6545  df-fo 6546  df-f1o 6547  df-fv 6548  df-riota 7361  df-ov 7408  df-oprab 7409  df-mpo 7410  df-om 7852  df-1st 7971  df-2nd 7972  df-frecs 8262  df-wrecs 8293  df-recs 8367  df-rdg 8406  df-1o 8462  df-er 8699  df-en 8936  df-dom 8937  df-sdom 8938  df-fin 8939  df-pnf 11246  df-mnf 11247  df-xr 11248  df-ltxr 11249  df-le 11250  df-sub 11442  df-neg 11443  df-nn 12209  df-2 12271  df-3 12272  df-4 12273  df-5 12274  df-6 12275  df-sets 17093  df-slot 17111  df-ndx 17123  df-base 17141  df-ress 17170  df-plusg 17206  df-sca 17209  df-vsca 17210  df-0g 17383  df-mgm 18557  df-sgrp 18606  df-mnd 18622  df-grp 18818  df-minusg 18819  df-sbg 18820  df-subg 18997  df-ghm 19084  df-mgp 19982  df-ur 19999  df-ring 20051  df-lmod 20465  df-lss 20535  df-lsp 20575  df-lmhm 20625  df-lfig 41795
This theorem is referenced by:  lnmepi  41812
  Copyright terms: Public domain W3C validator